Основи матеріалів зі сплавів срібла та застосування електричних контактів

Срібні сплави — це функціональні сплави на основі срібла, що містять такі металеві елементи, як мідь, нікель, вольфрам, залізо, олово, кадмій і церій. Завдяки чудовій електропровідності, теплопровідності та стабільності срібла матеріали на основі-срібла вже давно широко використовуються в електричних, електронних системах, системах електричного керування та точних провідних системах. З розвитком промислового обладнання в напрямку вищих частот, вищих навантажень і мініатюризації різні контактні матеріали зі сплаву срібла постійно модернізуються для підвищення зносостійкості, міцності зварного шва та підвищення надійності.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У сучасних електроприладах низької- напруги та промислових полях керування срібні електричні контакти стали основними провідними компонентами в реле, контакторах, автоматичних вимикачах і автоматизованих системах керування. Різні системи зі сплаву срібла можна оптимізувати для різних струмових навантажень, середовищ дуги та вимог до механічного ресурсу, таким чином формуючи багату систему класифікації матеріалів.

 

Матеріали зі сплаву срібла зазвичай мають такі характеристики:

Відмінна електро- та теплопровідність, ефективно зменшує підвищення контактної температури;

Хороша стійкість до вигоряння-дуги, підходить для середовищ із частими вмиканнями та вимиканнями;

Висока стійкість до зварювання, що підвищує стабільність роботи обладнання;

Хороша механічна міцність і зносостійкість;

 

Підходить для різних виробничих процесів, таких як порошкова металургія, лиття та холодна обробка.

Наразі поширені електричні контактні матеріали на основі срібла-в основному включають такі системи, як срібло-нікель, срібло-мідь, срібло-вольфрам, срібло-залізо, срібло-оксид олова та срібло-оксид кадмію. Серед них такі продукти, як срібні контакти для перемикачів, срібні контакти для реле та срібні контакти для вимикачів, потребують вибору відповідного типу сплаву на основі різних умов експлуатації.

 

Срібло поглинає велику кількість кисню в розплавленому стані при високих температурах; тому пред'являються суворі вимоги до захисту атмосфери та контролю розкислення під час процесів плавки та лиття. Неналежний контроль вмісту кисню може легко призвести до утворення пор, включень, оксидних шарів і поверхневих дефектів у матеріалі, тим самим впливаючи на електропровідність і механічну надійність. У промисловому виробництві такі методи, як вакуумне плавлення, захист від інертного газу та полум’яне покриття, зазвичай використовуються для контролю окислення та забезпечення вимог щодо стабільності виробників срібних електричних контактів.

 

Характеристики та застосування сплавів зі сріблом-нікелю

 

Сплави срібло-нікелю є одними з найбільш широко використовуваних електричних контактних матеріалів у низько-електричній промисловості. Оскільки срібло та нікель не змішуються як у твердому, так і в рідкому станах, їх зазвичай виготовляють за допомогою порошкової металургії. Додавання нікелю значно покращує твердість, зносостійкість і -стійкість до горіння срібних матеріалів.

 

Срібно-нікелеві контактні матеріали мають такі переваги:

 

Стабільний контактний опір;

Сильна стійкість до дугової ерозії;

Відмінна стійкість до перенесення металу;

Висока механічна міцність;

Хороша оброблюваність.

 

У промисловому застосуванні срібно-нікелеві електричні контакти для контакторів зазвичай використовуються в контакторах змінного струму, реле, магнітних пускачах, регуляторах напруги та автоматичних перемикачах. Для частої роботи срібло-нікелеві матеріали ефективно подовжують термін служби електричних контактів.

 

Водночас срібло-нікелеві сплави також широко використовуються як електропровідні контактні матеріали сердечників у системах автоматичних вимикачів середньої та низької напруги, таких як MCCB.

 

Аналіз ефективності сплавів срібла-міді

 

Срібло-мідні сплави є типовими двокомпонентними сплавами, де мідь відіграє в основному зміцнювальну роль. Загальні марки включають AgCu3, AgCu7,5 і AgCu10.

 

Ці матеріали мають:

Висока провідність;

Хороша сипучість і змочуваність;

Відмінна продуктивність обробки;

Сильна стійкість до зварювання;

Висока механічна міцність.

 

Срібло-мідні матеріали широко використовуються в електричних компонентах, таких як повітряні вимикачі, контролери, реле, контактори та провідні кільця. Завдяки балансу провідності та економічності вони також є одними з найпоширеніших матеріальних рішень у сфері електричних контактів для промислового застосування.

 

Деякі системи зі срібла-міді також можна використовувати в матеріалах для пайки, провідних структурних компонентах і точних з’єднувальних вузлах.

Високі-застосування срібних-вольфрамових сплавів

 

Срібні-вольфрамові сплави є типовими-матеріалами для електричних контактів із високим навантаженням. Срібло та вольфрам не змішуються, їх зазвичай виготовляють за допомогою порошкової металургії або процесів просочення.

 

Цей матеріал володіє:

Надзвичайно висока твердість;

Відмінна стійкість до вигоряння-дуги;

Хороша зварюваність;

Сильна анти{0}}адгезійна здатність;

Підходить для сильних -середовищ струму.

 

Тому срібло-вольфрамові системи зазвичай використовуються як матеріал для контактів серцевини в -попередньо{2}}контактних системах,-навантажених реле та промислових розподільних пристроях із срібними контактами для вимикачів.

 

У залізничному транспорті, енергетичних системах і промисловій автоматизації срібло-вольфрамові матеріали можуть ефективно підвищити стабільність роботи обладнання.

 

Промислове значення сплавів срібла-заліза

Сплави срібла-заліза також виготовляються за допомогою порошкової металургії. Залізо покращує зносостійкість і зварюваність матеріалу, зберігаючи при цьому відносно стабільний контактний опір.

 

Його основні характеристики включають:

Хороша стійкість до вигоряння;

Висока зносостійкість;

Тривалий механічний термін служби;

Підходить для середовищ частого запуску-;

Хороша зварюваність.

 

Тому Agni Electrical Contacts for Contactors і деякі контактні системи контакторів змінного струму також використовують сплави срібла-заліза як альтернативний матеріал.

Сплави срібла-заліза особливо підходять для-високочастотних робочих умов, наприклад промислових кнопок керування, реле та-контрольного обладнання низької напруги.

 

Розробка контактних матеріалів на основі оксиду срібла

 

Із посиленням екологічних норм і промислових вимог до надійності традиційні матеріали з оксиду кадмію срібла поступово модернізуються до альтернатив-без кадмію. В даний час поширені матеріали на ринку включають:

Срібний оксид кадмію твердий контакт;

Срібний оксид олова твердий контакт;

Срібний оксид цинку твердий контакт.

 

Серед них срібний контакт із оксиду кадмію має чудові -дугогасні та анти-зварювальні властивості та вже давно використовується в високо-електричному обладнанні. Однак через дедалі суворіші екологічні обмеження щодо кадмію матеріали з оксиду срібла, олова та оксиду срібла, цинку починають отримувати все більш широке застосування.

 

Silver Tin Oxide Contact має такі переваги:

хороші екологічні показники;

Сильна стійкість до вигоряння{0}}дуги;

Тривалий термін служби контакту;

Підходить для високочастотних комутаційних середовищ-.

 

Твердий контакт із срібла та оксиду цинку поєднує в собі хорошу провідність із -зварювальними властивостями, що робить його придатним для деяких електричних систем із середнім- та високим-навантаженням.

 

Процеси виробництва матеріалів зі срібних сплавів

 

Матеріали зі сплаву срібла зазвичай виготовляються за допомогою таких процесів:

Порошкова металургія;

Вакуумна плавка;

Безперервна екструзія;

Холодна прокатка і точне штампування;

Виготовлення композитної заклепки.

 

Для високо-прецизійних контактних виробів обробка з ЧПК, автоматизована заклепка, зварювання та обробка поверхні зазвичай поєднуються, щоб забезпечити точність розмірів і стабільність електричних срібних контактних точок.

 

Сучасне індивідуальне виробництво електричних контактів все більше наголошує на автоматизації, однорідності матеріалів і послідовності партій, щоб задовольнити потреби в розробці нових енергетичних транспортних засобів, промислової автоматизації, інтелектуального розподілу електроенергії та нових енергетичних систем.

 

Типові області застосування матеріалів зі сплаву срібла

 

Зараз контактні матеріали-на основі срібла широко використовуються в:

Автоматичні вимикачі-низької напруги;

контактори змінного струму;

промислові реле;

Автомобільні електронні системи;

Нові системи керування енергією;

обладнання для розподілу електроенергії;

Системи автоматизації управління;

Інтелектуальні системи комутації.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тверді контакти з чистого срібла зазвичай використовуються в середовищах із низьким-струмом, точні електропровідні середовища, тоді як композитні матеріали зі сплаву срібла частіше використовуються в середовищах із високим{1}}навантаженням.

 

Оскільки промислове обладнання розвивається в бік підвищення надійності, вимоги до матеріалів дляСрібні контакти для релеі срібні контакти для перемикачів постійно зростають. Технологія срібного сплаву й надалі займатиме важливе місце в електротехнічній промисловості майбутнього.